JP2012240574A - 自動二輪車用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】操縦安定性を損なうことなく転がり抵抗を低減させることにより、機能性と経済性を両立した自動二輪車用空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】環状に形成されたトレッド部１３と、トレッド部１３のタイヤ半径方向内側に、タイヤ周方向に対する角度が０°〜５°であるスパイラルベルト層３と、を備える自動二輪車用空気入りタイヤである。トレッド部１３のタイヤ赤道面を中心とするトレッドセンター部Ｔｃの曲率半径をＲ１、トレッドセンター部両側のトレッド側部Ｔｓの曲率半径をＲ２としたとき、Ｒ１およびＲ２が下記式（１）、Ｒ１＞Ｒ２（１）で表わされる関係を満足し、かつ、Ｒ１とＲ２との変曲点Ｐが直進走行時の接地幅よりもタイヤ幅方向外側に存在する。
【選択図】図１

Description

本発明は自動二輪車用空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、操縦安定性を損なうことなく転がり抵抗を低減させることにより、従来よりも機能性と経済性を高度に両立した自動二輪車用空気入りタイヤに関する。

今日、乗用車、トラック、バス等の４輪車用タイヤでは、燃費を向上させることを目的として、タイヤの転がり抵抗に着目して走行時タイヤ内部で発生する歪エネルギーロスを低減させるための取組が行われており、トレッドゴムの歪エネルギーロスを低減するといった対策が行われてきた。しかしながら、トレッドゴムのコンパウンドの歪エネルギーロスを低減させるとグリップ性能も低下してしまい、特に二輪車用タイヤのように運動性能が重視されるタイヤでは適用が困難であった。

また、自動二輪車用タイヤの転がり抵抗を低減させるその他の手法としては、トレッドパターンの改良が挙げられる。例えば特許文献１には、直進走行時の接地面領域に、中央周方向主溝と、その両外側の中央周方向副溝との３本の周方向溝を設け、中央周方向主溝を溝巾８ｍｍ以上の巾広溝とすることにより、直進走行から旋回走行への過渡特性を悪化させることなく、転がり抵抗を低減させる技術が提案されている。

特開２００９−２９８３８７号公報

上述のとおり、従来、操縦安定性を害することなく転がり抵抗を低減させるために、トレッドゴムの組成や、特許文献１のようにトレッドパターンの改良について検討がなされているが、タイヤの構造そのものについて検討されていないのが現状である。

そこで、本発明の目的は、タイヤ構造そのものから操縦安定性を損なうことなく転がり抵抗を低減させることにより、従来よりも機能性と経済性を高度に両立した自動二輪車用空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解消するためにタイヤの構造について鋭意検討した結果、トレッド面の曲率（クラウンＲ）が所定の関係を満足することにより、上記課題を解消することを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤは、環状に形成されたトレッド部と、該トレッド部のタイヤ半径方向内側に、タイヤ周方向に対する角度が０°〜５°であるスパイラルベルト層と、を備える自動二輪車用空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド部のタイヤ赤道面を中心とするトレッドセンター部の曲率半径をＲ１、前記トレッドセンター部両側のトレッド側部の曲率半径をＲ２としたとき、Ｒ１およびＲ２が下記式（１）、
Ｒ１＞Ｒ２ （１）
で表わされる関係を満足し、かつ、
前記Ｒ１とＲ２との変曲点が直進走行時の接地幅よりもタイヤ幅方向外側に存在することを特徴とするものである。

ここで、「接地幅」とは、下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）時の接地幅のことであり、内圧は、下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対する空気圧であり、リムは下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、「Ａｐｐｒｏｖｅｄ Ｒｉｍ」、「Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ Ｒｉｍ」）である。

本発明においては、前記Ｒ１およびＲ２が下記式（２）、
１．０６≦Ｒ１／Ｒ２≦１．１４ （２）
で表わされる関係を満足することが好ましい。また、本発明においては、前記変曲点は、直進走行時の接地幅をＴｗとしたとき、該接地幅の端部から０．０１Ｔｗ〜０．２０Ｔｗ離間していることが好ましい。

本発明によれば、操縦安定性を損なうことなく転がり抵抗を低減させることにより、従来よりも機能性と経済性を高度に両立した自動二輪車用空気入りタイヤを提供することが可能となる。

本発明の一好適実施形態に係る自動二輪車用空気入りタイヤの断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の一好適実施形態に係る自動二輪車用空気入りタイヤの断面図を示す。図示するように、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤは、左右一対のビード部１１にそれぞれ埋設されたビードコア１と、一対のビード部１１に連なる一対のサイドウォール部１２と、両サイドウォール部１２間にトロイド状をなして連なるトレッド部１３とを備え、これら各部をビード部１１相互間にわたり補強する少なくとも１層、図示例では２層のカーカスプライからなるカーカス２と、そのタイヤ半径方向外側に、補強コードが周方向に螺旋状に巻回され、タイヤ周方向に対する角度が０°〜５°のスパイラルベルト層３と、を有している。

本発明のタイヤにおいては、トレッド部１３のタイヤ赤道面を中心とするトレッドセンター部Ｔｃの曲率半径をＲ１、トレッドセンター部両側のトレッド側部Ｔｓの曲率半径をＲ２としたとき、Ｒ１およびＲ２が下記式（１）、
Ｒ１＞Ｒ２ （１）
で表わされる関係を満足し、かつ、Ｒ１とＲ２との変曲点Ｐが直進走行時の接地幅Ｔｗよりもタイヤ幅方向外側に存在する。タイヤを構造を上記のとおりとすることにより、操縦安定性を低下させることなく転がり抵抗を低下させることができる。以下、そのメカニズムにつき詳細に説明する。

２輪車用タイヤは、旋回時にキャンバー角をつけることによって横力を発生させ、旋回に必要な旋回力を確保するといった走行形態上の特徴がある。そのため、四輪車用タイヤと比較するとクラウンＲを小さめに設定するのが一般的である。さらに二輪車用タイヤにおいては、リア用タイヤは駆動輪として働くため、接地幅を大きくする必要があることから、比較的幅広なタイヤが使用される。一方、フロント用タイヤは操舵輪としてハンドル軸回りの自由度が必要であることから、比較的狭幅なタイヤが使用され、クラウンＲもリア用タイヤより小さく設定されるのが一般的である。

近年の車両の高速化、高馬力化に対応するため、グリップ性能に優れたコンパウンドを採用したり、高馬力に対応できる高い回転方向（周方向）の剛性と優れた接地性を確保する柔軟な面外曲げ剛性を得るために、フロント用タイヤおよびリア用タイヤ共にスパイラル状にベルトをタイヤに巻きつけたモノスパイラルベルト構造を採用することが多くなっている。しかしながら、グリップ性能に優れたコンパウンドは、転がり抵抗の低減と背反する傾向にあり、特にクラウンＲが小さく、ワイピングにより踏面部に大きな歪みが発生するフロントタイヤでその傾向が大きい。また、モノスパイラルベルト構造は周方向の剛性が高い反面、タイヤ幅方向の剛性が低いため、タイヤ幅方向の変形を他性能を損なうことなく抑制することが重要となる。

タイヤ幅方向のワイピングを効果的に抑制するためには、直進走行時に接地する領域のクラウンＲを大きくすることが効果的であるが、狭幅であるフロントタイヤのセンター部のクラウンＲを大きくすると、必然的にショルダー部のクラウンＲは小さくなり、直進走行から旋回走行にかけてのハンドリング特性が大きく変化し、操縦安定性の悪化をもたらす。そこで、本発明においては、ハンドリング特性を損なうことなく、転がり抵抗の低減を達成するために、トレッドセンター部Ｔｃの曲率半径Ｒ１、トレッドセンター部両側のトレッド側部Ｔｓの曲率半径Ｒ２について、
Ｒ１＞Ｒ２
の関係を満足させ、かつ、Ｒ１とＲ２の変曲点Ｐを直進走行時の接地幅の端部近傍で接地幅の端部よりもタイヤ幅方向外側に配置している。

本発明においては、Ｒ１およびＲ２が下記式（２）、
１．０６≦Ｒ１／Ｒ２≦１．１４ （２）
で表わされる関係を満足することが好ましい。Ｒ１／Ｒ２の値が１．０６未満であると転がり抵抗の低減効果が小さいため好ましくない。一方、Ｒ１／Ｒ２の値が１．１４より大きくなるとハンドリング特性の向上が十分に得られない場合があり、やはり好ましくない。

本発明においては、変曲点Ｐの位置は、直進走行時の接地幅をＴｗとしたとき、接地幅の端部から０．０１Ｔｗ〜０．２０Ｔｗだけタイヤ幅方向外側とすることが好ましい。変曲点Ｐの位置が上記範囲外であると本発明の効果を十分に得ることができない場合がある。

本発明においては、トレッドセンター部Ｔｃの曲率半径Ｒ１およびトレッド側部Ｔｃの曲率半径Ｒ２が所定の関係を満足することのみが重要であり、これにより本発明の所期の効果を得ることができ、それ以外のタイヤ構造や材質等の条件については、特に制限されるものではない。例えば、トレッドセンター部Ｔｃおよびトレッド側部Ｔｓのトレッドゴムについては、本発明では特に制限はなく、トレッド側部と同様のものであっても、異なっていてもよい。また、トレッド側部Ｔｓのタイヤ幅方向外側に異なる曲率半径Ｒ３を有する領域を設けてもよい。

また、図示する例では、ベルト層として、タイヤ周方向に対し０°〜５°の角度を有する補強素子からなるスパイラルベルト層３が配設されているが、その他、交錯ベルト層（図示せず）を配置してもよい。スパイラルベルト層３は、１本または複数本のコードをゴムで被覆して、これをタイヤの製造過程においてトレッドに螺旋巻きするようにタイヤ周方向にほぼ平行になるようぐるぐると巻き付けることで形成できる。スパイラルベルト層３は、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードの他、スチールコードで形成してもよく、例えば、直径０．２１ｍｍのスチール単線を１×３タイプで撚ったスチールコードを、打ち込み間隔３０本／５０ｍｍでスパイラル状に巻きつけるなどして形成することができる。また、交錯ベルト層（図示せず）は、例えば、芳香族ポリアミド等からなる補強コードを、タイヤ周方向に対して±２０°〜８０°で交錯させて設けることができる。

また、例えば、本発明のタイヤは、図示するように、一対のビード部１１と、それに連なる一対のサイドウォール部１２と、両サイドウォール部１２間にトロイド状をなして連なるトレッド部１３とを備えており、これら各部をビード部１１相互間にわたり補強するカーカス２は、比較的高弾性のテキスタイルコードを互いに平行に配列してなるカーカスプライの少なくとも１枚からなる。カーカスプライの枚数は、１枚でも２枚でもよく、３枚以上でもかまわない。なお、カーカス２の両端部は、図示する例では、カーカス２の端部をビードコア１にタイヤ内側から外側に折り返して係止しているが、両側からビードワイヤで挟み込んで係止してもよい。また、タイヤの最内層にはインナーライナーが配置され（図示せず）、トレッド部１３の表面には、適宜トレッドパターンが形成されている（図示せず）。本発明は、ラジアルタイヤに限らず、バイアスタイヤにも適用可能である。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１〜７および比較例１、２＞
図１に示すタイプの自動二輪車用空気入りタイヤを、タイヤサイズＭＣＲ１２０／７０ＺＲ１７Ｍ／Ｃにて作製した。Ｒ１、Ｒ２および変曲点Ｐの位置は下記表１に示すとおりである。供試タイヤは、一対のビードコア間にトロイド状に跨って延在するカーカスプライの２枚からなるカーカスを備えている。ここで、カーカスプライには、ナイロン繊維を用いた。２枚のカーカスの角度は、ラジアル方向（赤道方向）に対する角度を９０°とした。カーカスのタイヤ半径方向外側には、スパイラルベルト層を配置した。スパイラルベルト層は、直径０．１８ｍｍのスチール単線を１×５タイプで撚ったスチールコードを赤道方向に螺旋巻きする、いわゆるスパイラル状に形成した。スパイラルベルト層は１本の並列したコードを被覆ゴム中に埋設した帯状体を、略タイヤ赤道方向に沿って螺旋状にタイヤ回転軸方向に巻きつける手法で、スパイラルベルト層の打ち込み５０本／５０ｍｍで形成した。

＜転がり抵抗＞
各供試タイヤをＭＴ３．５０×１７のリムに組み付け、内圧を２５０ｋＰａとして、ＪＩＳ Ｄ ４２３４に規定されるドラム試験法により転がり抵抗を測定した。得られた結果を比較例１の結果を１００とした指数にて評価した。この値が小さいほど転がり抵抗が小さく、燃費が良いことを意味する。得られた結果を表１に併記する。

＜ハンドリング＞
各供試タイヤをＭＴ３．５０×１７のリムに組み付け、内圧を２５０ｋＰａとして、１０００ｃｃの実車にフロントタイヤとして装着した。リアタイヤはタイヤサイズＭＣＲ１９０／５０ＺＲ１７Ｍ／Ｃのタイヤとし、ＭＴ６．００×１７のリムに組み付け、内圧２９０ｋＰａを充填して装着した。その後、荷重３００ｋｇ、試験速度４０〜２５０ｋｍ／ｈ、走行距離１０ｋｍの周回コースを、キャンバー角０〜５０°で繰り返し走行させ、評価ライダーのフィーリングで、ハンドリングを評価した。得られた結果を、比較例１のタイヤを１００とする指数として、表１に併記する。この値が大きいほどグリップ力が高く、ハンドリングに優れていることを意味する。なお、この値が±５以内であれば許容範囲内であり、同等レベルとして扱ってよい。

※ 変曲点が、直進走行時の接地幅の端部からＴｗの何倍離れているかを示す。

表１より、本発明の自動二輪車用空気入りタイヤは、操縦安定性を損なうことなく転がり抵抗を低減できていることがわかる。

１ ビードコア
２ カーカス
３ スパイラルベルト層
１１ ビード部
１２ サイドウォール部
１３ トレッド部

Claims (3)

1. 環状に形成されたトレッド部と、該トレッド部のタイヤ半径方向内側に、タイヤ周方向に対する角度が０°〜５°であるスパイラルベルト層と、を備える自動二輪車用空気入りタイヤにおいて、
   前記トレッド部のタイヤ赤道面を中心とするトレッドセンター部の曲率半径をＲ１、前記トレッドセンター部両側のトレッド側部の曲率半径をＲ２としたとき、Ｒ１およびＲ２が下記式（１）、
   Ｒ１＞Ｒ２ （１）
   で表わされる関係を満足し、かつ、
   前記Ｒ１とＲ２との変曲点が直進走行時の接地幅よりもタイヤ幅方向外側に存在することを特徴とする自動二輪車用空気入りタイヤ。
2. 前記Ｒ１およびＲ２が下記式（２）、
   １．０６≦Ｒ１／Ｒ２≦１．１４ （２）
   で表わされる関係を満足する請求項１記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。
3. 前記変曲点が、直進走行時の接地幅をＴｗとしたとき、該接地幅の端部から０．０１Ｔｗ〜０．２０Ｔｗ離間している請求項１または２記載の自動二輪車用空気入りタイヤ。

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